Performance-Checkup für Pedelecs

In den letzten Jahren sind zunehmend Fahrräder mit elektrischer Unterstützung, kurz Pedelecs, nachgefragt. Stand anfangs noch die Minimierung von Herstellungskosten im Fokus der Entwicklung, so spielen mittlerweile Motorisierung, Gewicht und Leistungsdaten eine entscheidende Rolle bei Herstellenden und Endkundschaft. Ähnlich wie bei Elektroautos sollen Wirkungsgrad und Reichweite immer weiter steigen.

Stand der Technik

Für Pedelecs existieren bis auf wenige Ausnahmen, wie den Reichweitentest R200, kaum Prüfstandards. Neben herstellerspezifischen Testverfahren werden Feldtests durchgeführt: Auf dem Rad fahrende Personen legen hierbei mit dem jeweiligen Testrad eine Standardstrecke zurück und validieren so die technischen Parameter. Die personen- und tagesabhängige Fitness sowie abweichende Testbedingungen, wie Umwelteinflüsse, machen die Ergebnisse jedoch schwer vergleichbar. Daher bieten Teststände mit einstellbarer Trittfrequenz und Fahrwiderstand eine bessere Reproduzierbarkeit.

Technologie

Das Elektrotechnische Institut (ETI) des KIT bietet zwei solcher Prüfstände für Pedelecs. Auf dem Prüfstand für das Gesamtsystem wird das Pedelec fixiert und auf einer Rolle als Untergrund betrieben. Gleich zwei Antriebsmotoren, die mit der Kurbel des Rads beidseitig verbunden sind, bilden eine Schnittstelle, die das Trittverhalten eines realen Radfahrenden und sogar eine Zugbelastung wie bei Klickpedalen abbilden kann. Anders als bei bekannten Testständen wird am Antrieb ein Drehmoment (0 bis 200 Newtonmeter) angelegt. Die Rolle läuft dabei mit einer Geschwindigkeit bis 45 Kilometer pro Stunde. Mithilfe dieses Prüfstands können vollautomatisch realitätsnahe Dauertests im gesamten Drehmomentbereich durchgeführt werden. Ein zweiter Prüfstand erlaubt es, den Motor bzw. Antriebsstrang als Einzelkomponente zu charakterisieren. So lassen sich Elektromotoren bereits früh und mit geringeren Einflussfaktoren untersuchen und unterschiedliche Antriebseinheiten hinsichtlich Wirkungsgrad miteinander vergleichen.

Vorteile

Mithilfe der Prüfparameter an den Testständen ist es möglich, den kompletten Betriebsbereich eines Radfahrenden nachzubilden und Fahrzyklen, Reichweiten sowie Unterstützungsgradmessungen durchzuführen. Aufgrund des Beidseitenantriebs am Prüfstand kann das Fahrverhalten und die Beschleunigung eines Radfahrenden noch realistischer und dynamischer nachgestellt werden.

Optionen für Unternehmen

Der Prüfstand am KIT kann bei der Produktentwicklung, Fehlersuche und Bewertung bestehender Produkte nutzbringend eingesetzt werden. Die Testeinrichtungen für Pedelecs am KIT stehen für Industriepartner zur Verfügung.